DE4407831A1 - Accessing passive coaxial cable networks - Google Patents

Accessing passive coaxial cable networks

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DE4407831A1 DE19944407831 DE4407831A DE4407831A1 DE 4407831 A1 DE4407831 A1 DE 4407831A1 DE 19944407831 DE19944407831 DE 19944407831 DE 4407831 A DE4407831 A DE 4407831A DE 4407831 A1 DE4407831 A1 DE 4407831A1
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Abstract

The coaxial channel networks contain M subscribers coupled to the network nodal points. If the upstream and downstream directional N transmission channels are available, with M exceeding N, when a subscriber attempts an access from his receiver the frequency band of the return channel (upstream direction) is first searched for a free carrier frequency channel. The found channel is then engaged by switching-on the subscriber's transmitter. Thus the connection request is signalled to the nodal point, from which a transmission channel is then allocated in the downstream (forward) direction.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung für den Zugriff auf passive Kabelnetzwerke der im Ober­ begriff des Anspruch 1 bzw. 3 näher definierten Art für bidirektionalen Betrieb an einem Koaxialkabel mit Baum- oder Ringstruktur, bei dem die Teilnehmer über einen Netzknoten miteinander, bzw. über weitere Netzknoten mit an diese angeschlossenen Teilnehmern kommunizieren, oder im Netzknoten verfügbare Abrufdienste in Anspruch nehmen können.The invention relates to a method and a device for access to passive cable networks in the upper Concept of claim 1 or 3 more precisely defined type for bidirectional operation on a coaxial cable with tree or ring structure, in which the participants have a Network nodes with each other or with other network nodes these connected participants communicate, or in Node access services available can.

Es sind Ein-Kabelkoaxialanlagen mit Baumstruktur bekannt, die in erster Linie der Punkt-zu-Mehrpunktverbindung von Teilnehmern mit einem Netzknoten dienen und über die alle Teilnehmer prinzipiell gleichzeitig Zugriff zu einer größeren Anzahl von Kanälen haben, über die z. B. Fernseh- oder Hörrundfunksignale übertragen werden.Single-cable coaxial systems with a tree structure are known, which is primarily the point-to-multipoint connection of Serve participants with one network node and all In principle, participants have simultaneous access to one have a larger number of channels over which e.g. B. TV or radio broadcast signals are transmitted.

In der Regel werden in diesen BK (Breitbandkommunikations)- Anlagen die Signale nur in einer Richtung (Netzknoten zum Teilnehmer) übertragen. Wie in der Literatur beschrieben (Stekle, H.: Breitbandverteilnetze der Deutschen Bundespost, R. v. Deckers Verlag G. Schenk) ist bei den genannten Anlagen auch ein Rückkanal von den Teilnehmern zum Netzknoten vorgesehen, über den schmal- oder in gewissem Umfang auch breitbandige Signale übertragen werden können. Zu einer weitgehenden Nutzung ist es jedoch noch nicht gekommen.As a rule, these BK (broadband communication) - Plant the signals only in one direction (network node to Participants). As described in the literature (Stekle, H .: Broadband Distribution Networks of the Germans Bundespost, R. v. Deckers Verlag G. Schenk) is with the mentioned systems also a return channel from the participants provided to the network node, over the narrow or in To a certain extent, broadband signals are also transmitted can. However, it is still for widespread use did not come.

Es ist weiterhin bekannt, daß die genannten Koaxialkabel­ anlagen vorwiegend im Frequenzvielfach durch Modulation einer Trägerfrequenz mit analogen Signalen pro Kanal genutzt werden.It is also known that the coaxial cables mentioned systems mainly in frequency multiplication through modulation  a carrier frequency with analog signals per channel be used.

In jüngster Zeit sind Vorschläge bekannt geworden, nach denen auch digitale Signale unter Anwendung digitaler Modulationsverfahren übertragen werden können. Durch die Anwendung bitratenkomrimierender Codierverfahren für die Bild-oder Toncodierung (z. B. MPEG2-Standard) kann dabei die Anzahl der im Kabel verfügbaren Kanäle vervielfacht werden.Proposals have become known recently, according to which also include digital signals using digital Modulation methods can be transferred. Through the Application of bit rate - compressing coding methods for the Image or sound coding (e.g. MPEG2 standard) can be used multiplied the number of channels available in the cable become.

Sofern die Anzahl der an eine Kabelanlage angeschlossenen Teilnehmer kleiner oder gleich der Anzahl der im Kabel verfügbaren Kanäle, bzw. gleich oder kleiner der Anzahl der neben den Rundfunkkanälen noch freien Kanäle ist, liegt es nahe, diese "freien" Kanäle für bidirektionale, kommuni­ kative Punkt-zu-Punktverbindungen zu nutzen. Jedem Teilnehmer wird in diesem Fall ein Rückkanal mit einer festen Trägerfrequenzlage zugeordnet, über den er mit dem Netzknoten in Verbindung treten kann.If the number of connected to a cable system Participants less than or equal to the number of in the cable available channels, or equal to or less than the number of besides the radio channels there are still free channels, it lies close, these "free" channels for bidirectional, commun to use native point-to-point connections. Each In this case, the subscriber becomes a return channel with a assigned fixed carrier frequency position, over which he with the Node can connect.

Ähnliches ist in Abwärtsrichtung vom Netzknoten zum Teilnehmer vorstellbar. Die dann mögliche bidirektionale Signalübertragung kann sowohl symmetrisch (gleich großer Informationsfluß in beiden Richtungen) oder asymmetrisch erfolgen.Similar is in the downward direction from the network node to Participants imaginable. The then possible bidirectional Signal transmission can be both symmetrical (same size Flow of information in both directions) or asymmetrical respectively.

Bei den im Stand der Technik beschriebenen koaxialen Ein- Kabelsystemen mit Rückkanal ist es nicht möglich, eine Anzahl von Teilnehmern durch Zuordnung fester Trägerfre­ quenzen von einem Netzknoten aus mit bidirektionalen Diensten zu bedienen, die größer als die Anzahl der in Auf- und Abwärtsrichtung verfügbaren Kanäle ist. Dies gilt insbesondere dann, wenn - bedingt durch die erforderliche Übertragungskapazität - die Anzahl der Rückkanäle beschränkt ist.With the coaxial inputs described in the prior art Cable systems with a return channel are not possible Number of participants by assigning fixed carrier fre sequences from a network node with bidirectional Services that are larger than the number of and downlink is available channels. this applies especially if - due to the required Transmission capacity - the number of return channels is limited.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde ein Zugriffsverfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, eine größere Zahl M von Teilnehmern als die Zahl N der zur Verfügung stehenden Kanäle, jederzeit einen Zugriff zu ermöglichen.The invention is therefore based on the object Specify access method with which it is possible to greater number M of participants than the number N of the Available channels, access at any time enable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß ein spezielles Zugriffsverfahren entsprechend dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angewendet wird, wobei davon ausgegangen wird, daß in Anbetracht der zu erwartenden Verkehrsstatistik, nie alle Teilnehmer gleichzeitig Zugriff zum System wünschen.According to the invention this object is achieved in that a special access procedure according to the license plate of claim 1 is applied, of which it is assumed that in view of the expected Traffic statistics, never all participants access at the same time to the system.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 2 angegeben.An advantageous development of the method is in Characteristic of claim 2 specified.

Im Kennzeichen des Patentanspruchs 3 ist eine für solche Verfahrensweise geeignete Vorrichtung beschrieben.In the characterizing part of claim 3 is one for such Appropriate device described procedure.

Die Erfindung ist nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben.The invention is in one embodiment below described in more detail.

In der zugehörigen Zeichnung zeigt die Fig. 1 ein baumstrukturiertes Koaxialkabelnetz mit M Teilnehmern T₁ bis TM, einem Netzknoten NK und Verteil- sowie Koppelein­ richtungen. Darin ist ein passives Netz verwendet, d. h., es existieren - zumindest in Aufwärtsrichtung - keinerlei Verstärker.In the accompanying drawing, Fig. 1 shows a tree-structured coaxial cable network with M participants T₁ to T M , a network node N K and distribution and Koppelein devices. It uses a passive network, ie there are no amplifiers - at least in the upward direction.

Ein Teilnehmer mit einem Verbindungswunsch kann, unabhängig von der Struktur des passiven Kabelnetzes, eine freie Trägerfrequenzlage der Aufwärtsrichtung (Rückkanal) durch einen Suchlauf erkennen, diese belegen und so einem Netzknoten den Verbindungswunsch signalisieren, worauf dieser einen Kanal in Abwärtsrichtung zuteilt. A subscriber with a connection request can do so independently on the structure of the passive cable network, a free one Carrier frequency position of the upward direction (return channel) through recognize a search run, prove it and so one Network nodes signal the connection request, on what this allocates a channel in the downward direction.  

In den einzelnen Zweigen des in diesem Beispiel baumförmig strukturierten Netzes liegen nur Verteiler V₁ bis VX mit der Durchgangsdämpfung aV und der Entkopplungsdämpfung aEV der Zweige gegeneinander, sowie passive Koppler K₁ bis KV mit der Auskoppeldämpfung aK, der Durchgangsdämpfung aDK und der Entkoppeldämpfung aEK des ausgekoppelten Signals gegenüber dem weiterführenden Zweig.In the individual branches of the network structured in this example, there are only distributors V 1 to V X with the transmission loss a V and the decoupling loss a EV of the branches against one another, and passive couplers K 1 to K V with the coupling loss a K , the transmission loss a DK and the decoupling attenuation a EK of the decoupled signal compared to the further branch.

Die Empfänger E aller Teilnehmer sind auf die Träger­ frequenzen aller Kanäle in Auf- und Abwärtsrichtung abstimmbar. In gleicher Weise sind die Sender S aller Teilnehmer auf die Trägerfrequenzen aller Kanäle in Aufwärtsrichtung (Rückkanal) durchstimmbar. Im Netzknoten NK ist die Anzahl der Sender und Empfänger gleich der Anzahl der im System verfügbaren Kanäle N.The recipients E of all participants are on the carrier frequencies of all channels in the up and down direction tunable. In the same way, the transmitters S are all Participants on the carrier frequencies of all channels in Tunable upward direction (return channel). In the network node NK is the number of transmitters and receivers equal to that Number of channels available in the system N.

Es existieren gleich viele Sende- und Empfangskanäle; ihre Anzahl N ist jedoch kleiner als die Anzahl M der Teilnehmer. Der gesamte nutzbare Frequenzbereich des Koaxialkabelsystems ist durch ein Filter F am Ausgang des Netzknotens in ein Frequenz band für die Abwärts- und eines für die Aufwärtsrichtung (Rückkanalband) unterteilt.There are the same number of send and receive channels; your However, the number N is less than the number M of Attendees. The entire usable frequency range of the Coaxial cable system is through a filter F at the exit of the Network node in a frequency band for the downlink and one divided for the upward direction (return channel band).

Hat ein Teilnehmer einen Verbindungswunsch, so sucht sein Empfänger, der ja auch auf die Trägerfrequenzen der Rück­ kanäle abstimmbar ist, nach einer freien Trägerfrequenz im Rückkanalband. Dies ist möglich, weil die Rückkanalsignale aller aktiven Teilnehmer über die Entkoppeldämpfungen aEV der Verteiler V und die Entkoppeldämpfungen aEK der Koppler K, wenn auch in abgeschwächter Form und mit unterschied­ lichen Pegeln, zu allen Teilnehmern gelangen. Sobald eine nicht belegte Rückkanal-Trägerfrequenzlage gefunden ist, wird diese durch den Teilnehmer mit Verbindungswunsch belegt und damit für alle anderen Teilnehmer gesperrt. If a participant has a connection request, his receiver, which can also be tuned to the carrier frequencies of the return channels, looks for a free carrier frequency in the return channel band. This is possible because the return channel signals of all active subscribers reach all subscribers via the decoupling attenuations a EV of the distributor V and the decoupling attenuations a EK of the coupler K, albeit in a weakened form and with different levels. As soon as an unoccupied return channel carrier frequency position is found, the subscriber assigns it with a connection request and thus blocks it for all other subscribers.

Durch das Einschalten des Trägers und Aussenden einer entsprechenden Signalisierungsinformation teilt der Netzknoten dem neu zugeschalteten Teilnehmer einen Übertragungskanal in Abwärtsrichtung zu. Die Kommunikation mit anderen an den Netzknoten angeschlossenen Teilnehmern, mit Teilnehmern, die an andere Netzknoten angeschlossen sind, oder mit z. B. im Netzknoten verfügbaren Datenbanken von Abrufdiensten kann beginnen.By turning on the carrier and sending out one the corresponding signaling information is shared by the Network node to the newly added subscriber Transmission channel in the downward direction. The communication with other participants connected to the network nodes, with participants connected to other network nodes are, or with z. B. databases available in the network node on-demand services can begin.

Bei entsprechender Aufteilung des nutzbaren Frequenzbandes auf die Auf- und Abwärtsrichtung kann die bidirektionale Kommunikation sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch erfolgen. Die Trägerfrequenzen sind mit analogen oder digitalen Signalen modulierbar. Bei asymmetrischem Betrieb ist es denkbar, daß in Abwärtsrichtung zwar die Anzahl der Trägerfrequenzen reduziert, die erforderliche Kanalzahl N aber durch Bildung eines Zeitvielfachs für jede Träger­ frequenz unter Anwendung eines effektiven digitalen Modulationsverfahren erreicht wird.With an appropriate division of the usable frequency band up and down direction can be bidirectional Communication both symmetrical and asymmetrical respectively. The carrier frequencies are with analog or digital signals can be modulated. With asymmetrical operation it is conceivable that in the downward direction the number of Carrier frequencies reduced, the required number of channels N but by forming a time multiple for each carrier frequency using an effective digital Modulation method is achieved.

Claims (3)

1. Verfahren für den Zugriff auf passive Koaxialkabelnetze mit M an Netzknoten angeschlossenen Teilnehmern, das in Auf- und Abwärtsrichtung N Übertragungskanäle bereit­ stellt, wobei M < N gilt, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vom Empfänger eines Teilnehmers bei dessen Zugriffsversuch zuerst das Frequenzband der Aufwärtsrichtung (Rückkanal) nach einem freien Träger­ frequenzkanal abgesucht wird, daß dieser dann durch Einschalten des teilnehmereigenen Senders belegt und damit dem Netzknoten den Verbindungswunsch signalisiert wird, und daß von diesem danach ein Übertragungskanal in Abwärtsrichtung zuteilt wird.1. A method for accessing passive coaxial cable networks with M participants connected to network nodes, which provides N transmission channels in the upward and downward direction, where M <N, characterized in that the receiver of a subscriber first attempts to access the frequency band of the upward direction when attempting to access it (Return channel) is searched for a free carrier frequency channel that this is then occupied by switching on the subscriber's own transmitter and thus the connection request is signaled to the network node, and that a transmission channel is then assigned in the downward direction thereafter. 2. Verfahren für den Zugriff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Frequenzband der Abwärtsrich­ tung weniger Trägerfrequenzkanäle zugeordnet werden, als dem der Aufwärtsrichtung, indem die verfügbaren Träger mit einem aus mehreren Kanälen gebildeten digitalen Zeitvielfachsignal moduliert werden.2. The method for access according to claim 1, characterized characterized in that the frequency band of the downward direction less carrier frequency channels are assigned, than that of the upward direction by the available ones Carrier with one formed from several channels digital time multiple signal can be modulated. 3. Vorrichtung für den Zugriff auf passive Koaxialkabel­ netze mit wenigstens einem Netzknoten mit N Sende- und Empfangseinrichtungen, an den einzelne Teilnehmervor­ richtungen über Verteiler V₁ bis VX mit der Durchgangs­ dämpfung aV und der Entkopplungsdämpfung aEV sowie über passive Koppler K₁ bis KV mit der Auskoppeldämpfung aK und der Entkopplungsdämpfung aEK angekoppelt bzw. mit­ einander verbunden sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jede Teilnehmervorrichtung einen auf alle Trägerfrequenzlagen der Aufwärtsrichtung abstimmbaren Sender, sowie einen auf sämtliche Träger­ frequenzlagen der Auf- und Abwärtsrichtung abstimmbaren Empfänger enthält.3. Device for access to passive coaxial cable networks with at least one network node with N transmitting and receiving devices, to the individual devices via devices V₁ to V X with the passage attenuation a V and the decoupling attenuation a EV and passive couplers K₁ to K V are coupled to the decoupling attenuation a K and the decoupling attenuation a EK or are connected to one another, characterized in that each subscriber device contains a transmitter which can be tuned to all carrier frequency positions of the upward direction, and a receiver which can be tuned to all carrier frequency positions of the upward and downward direction.
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